第三节--直流电机的绕组

第三节直流电机的绕组电枢绕组的特点电枢绕组是电机中电流通道的主体，也是电磁力的载体，是实施机电能量转换的枢纽。设计制造电枢绕组的基本要求是：(1)产生尽可能大的电动势，并有良好的波形。(2)能通过足够大的电流，以产生并承受所需要的电磁力和电磁转矩。(3)结构简单，连接可靠。(4)便于维护和检修。(5)对直流电机，应保证换向良好一、简单的绕组18325476结论：直流电机电枢绕组是一个通过换向片连接起来的闭合绕组。这是直流电机电枢绕组构成的原则。实际中，为了使元件的端接平整地排列，每个槽中的元件边分上下两层叠放。1234123412341234123412344由上述连接原则可知，绕组中每个线圈的两个端子各接到一个换向片上，它是绕组的一个单元，称为元件。为了使一个元件的内各有效边(即切割磁场的边)中所感应产生的电动势大小相等或相差不多，而且对一个元件回路来说，两个线圈边中电动势是叠加的，也就是说要使元件中的电动势尽可能大一些，那么元件的跨距(元件边间的距离)应等于或接近于一个极距(每个主磁极在电枢圆周上所分得的弧长)。二、绕组的基本形式组)蛙型绕型绕组(又叫混复波)波式绕式绕组(单复叠)叠式绕组(单叠,鼓形绕形环形绕组直流电机绕组类型叠绕组和波绕组的联结规律（1）电加工的简单工艺设计→绕线→嵌线→引接线浸漆→装配（2）元件：线圈是组成绕组的元件（3）有效边:有效边是指线圈的直线部分。端部：端部是指线圈非接触电枢铁心的那个部分。上、下层：从工艺上考虑，一个线圈在嵌线时必须使一个有效边在下层边，另一个有效边必须在上层边。•（4）电机的极距τ极距用希腊字母τ表示是电机的常用量之一。它有两个表达式：一是电机中每个磁极所占的电枢槽数；Zτ＝-----(槽）2P二是电机中每个磁极所占的电枢周长方向的长度值。∏Dτ＝-------(m）2P①第一节距y1③合成节距y和换向片节距yk②第二节距y21/2yQp11yyyy2为元件下层边与其相联结的元件上层边之间的距离。y为相串连的两元件对应边的距离。y1指一个元件两个边的距离。y1y2yNS12312yc一个元件的首尾端在换向器上的距离。（5）各节距（槽数）yc第一节矩的大小通常用所跨的虚槽数来计算。为得到较大的感应电动势和电磁转矩，y1最好等于或者接近于一个极矩，当第一节矩恰好等于一个极矩，称为整矩绕组，当第一节矩比极矩小，称为短距绕组。因为短矩绕组有利于换向，对于叠绕组尚能节省部分端部用铜，故常被采用。“虚槽”概念设槽内每层有u个元件边，则意味着一个实际槽内包含了u个“虚槽”，而每个虚槽的上、下层依然只有一个元件边，上图u=2实槽数用Q表示，虚槽数用Qu表示，则有Qu=uQ注意：元件数S，换向片数K，虚槽数Qu满足下式S=K=Qu123123456745SN(一）单叠绕组：相邻联接的两个元件互相交错地重叠。单叠绕组的展开图举例一台直流电动机的绕组数据为：极对数P=2，槽数Q为16，元件数S等于换向片数K，都为16，即Q=S=K=16；取元件跨距为跨4个槽，即y1=4；元件两端子所连换向片之间的距离yc=1(即一个换向片)。【分析】•电机的极距τ＝Z/2p＝16/4＝4（槽）线圈为整距，即第一节距y1＝τ＝4（槽）也就是说一个线圈的其中一个有效边若放在1号槽内，另一个有效边必须放在5号槽内。即一个线圈占了4个槽的位置。12316123456789101112131416154567891011121314161514ττττS2N1S1N2S2151、单叠绕组的展开图12316123456789101112131416154567891011121314161514ττττ电枢转向S2N1S1N2S215A1A2B1B2B212316123456789101112131416154567891011121314161514S2N1S1N2S215A1A2B1B2B223478610111214161551391A1A2B1B2121096513142、单叠绕组的元件联结次序3、单叠绕组的并联支路图单叠绕组并联支路对数等于电机的极对数，即：ap23478610111214161551391A1A2B1B212109651314下层元件边上层元件边1345678910111213141615678910111213141615123451闭合2上图所示绕组左移1个槽距时电刷间线圈变化情况。可以看出：电刷间的线圈号在变化，但结构不变，即电刷间的线圈是伪静止的.23478610111214161551391A1A2B1B21210965131434589711121315116614102A1A2B1B2231110761415（二）单波绕组：相邻联接的两个元件呈波浪形。1314151234567891011131212345678910111213151414NSNSττττ单波绕组，要求换向器节距与换向片数满足关系p1Ky或1Kpycc下面也用一个例子来分析单波绕组。一台直流电动机的绕组数据为：极对数P=2，槽数Q=15；元件数S等于换向片数K均为15，即Q=S=K=15；取元件跨距为跨3个槽，即y1=3；元件两出线端所连换向片之间的距离，即换向片节距yc=(K—1)／p=(15-1)／2=7(即7个换向片)。1314151234567891011131212345678910111213151414NSNSττττ+_++_A2A1B1B21314151234567891011131212345678910111213151414NSNSττττ+_++_A2A1B1B21314151234567891011131212345678910111213151414NττττSNS+_++_A2A1B1B21314151234567891011131212345678910111213151414ττττSNSN+_++_A2A1B1B21314151234567891011131212345678910111213151414ττττSNSN+_++_A2A1B1B21314151234567891011131212345678910111213151414ττττSNNS+_++_A2A1B1B21314151234567891011131212345678910111213151414ττττSNSN+_++_A2A1B1B21314151234567891011131212345678910111213151414ττττSNSN+_++_A2A1B1B2电枢转向2、单波绕组的元件联结次序3、单波绕组的并联支路图单波叠绕组并联支路对数与电机极对数无关，1a下层元件边上层元件边12345689101112135678910111213141512341闭合15714234761011121415B1A1A2895413912815B2115234761011121415B1A1A2895413912815B2151上图所示绕组左移1个槽距时电刷间线圈变化情况。可以看出:电刷间的线圈号在变化，但结构不变，即电刷间的线圈是伪静止的。34587111216151B1A1A291054141012926B212